JPH0544345U - 鋳物砂再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 古砂が衝突する衝撃によって回転ドラムが磨
耗することのない、鋳物砂再生装置を提供する。 【構成】 鋳物砂再生装置を構成している、周壁4aおよ
び底板4bからなり上面が開口している回転ドラム４の底
板4aの上面を平面状に形成し、且つ、回転ドラム４を、
その深さと内径との関係が下記式を満足するように構成
することにより、周壁4aの内周面に付着した古砂10の固
定層10a によって、底板4aを被覆する。 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数によって決まる、回
転ドラム４の周壁4aの内周面に付着した古砂10の表面と
周壁4aの内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラム４の深さ ｄ：回転ドラム４の内径。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、鋳型に使用された古い鋳物砂を再使用するための鋳物砂再生装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

鋳物砂は、経済的見地より、再生して繰り返し使用される。しかしながら、一 度使用した鋳物砂には、硬化、焼損した粘結剤、塗型材等が付着しているので、 これら付着物を取りさることが必要である。また、砂が熱衝撃等により一部微粉 化しているので、これを取り除くことが必要である。

【０００３】 鋳物砂を再生するための装置として、特公昭57-42,411 号公報に、鋳物砂再生 装置が、本考案者によって開示されている（以下、「先行技術１」という）。図 ３は、先行技術１を示す一部切欠き斜視図、図４および図５は部分縦断面図、図 ６は回転ドラムを示す縦断面図である。図３〜図６に示すように、縦長の円筒体 １の上端部には、古砂10の投入孔を構成する、漏斗状のホッパ２が円筒体１と同 軸に設けられている。ホッパ２は、円筒体１の上部において円筒体１の内外を仕 切っている。円筒体１の内部の最上部には、粉塵吸引口３が外部集塵機へ向けて 開口している。ホッパ２の出口下部には、支持片6aによって連結されたディスト リビュータ６がホッパ２と同軸に配置されている。、さらに、ディストリビュー タ６の下方に回転ドラム４がディストリビュータ６と同軸に位置しており、円筒 体１の下端部の再生砂排出口５へと連なっている。ディストリビュータ６は、ホ ッパ２から落下する古砂10をその周方向に関して均一に分散して落下させ、下方 での古砂10の落下位置が円形を描くようになっている。回転ドラム４は、周壁4a および底板4bからなり、その上面は開口されている。

【０００４】 円筒体１の下部において、再生砂排出口５の上方には、ダクト状の吸気管11が 横切って貫通配置され、吸気管11には円筒体１内において円筒体１と同軸の立ち 上がり管部11c が設けられている。この立ち上がり管部11c 内に支持片11d によ ってベアリングケース7aが管部11c と同軸に支持固定され、ベアリングケース7a によって回転軸4cが回転ドラム４と同軸に垂直に支承されている。回転軸4cはそ の上端部を底板4bの上側に突出させて固定され、回転ドラム４を下方から支持し ている。

【０００５】 回転軸4cの下端には、Ｖプーリ7bが取り付けられ、外部のモータ7dによってＶ ベルト7cを介して高速回転駆動を受けるようになっている。この回転軸4cの高速 回転によって、回転ドラム４はその軸線に沿って水平に回転し、回転ドラム４内 の古砂10は、周壁4aを超えて外方へ飛散する。この飛散する古砂10を受け且つ古 砂10の固定層を形成するように、回転ドラム４の外周上方を囲んで、内側に開い たコの字型の断面形状を有する環状棚８が、円筒体１に支持具8eによって固定さ れている。従って回転ドラム４はこの環状棚８の内部下方で高速回転する。

【０００６】 上述のように、環状棚８は、上部フランジ8c、周壁8bおよび下部フランジ8aか らなる内方に開いたコの字型の断面形状を有し、下部フランジ8aの内周縁と回転 ドラム４の周壁4aの上端縁とはほぼ同じ高さ位置となっており、これらの間に予 め選ばれた寸法の間隙8fが形成されている。また、環状棚８の外周面と円筒体１ の内周面との間に間隙8dが形成されている。このように、円筒体１の内部は、回 転ドラム４および環状棚８によって上下に仕切られ、且つ、間隙8fと8dとによっ て上下は連通している。

【０００７】 回転ドラム４の底板4bの下面には、ファンプレート９が幾つか放射状に固定さ れており、これにより、回転ドラム４の下面がファンを構成しており、回転ドラ ム４の高速回転によってベアリングケース7aの周囲に立ち上がり管部11c で形成 される中央吸気孔9aから空気を吸引して放射方向外方へ、即ち、環状棚８の下面 へ向けて吹き出すようになっている。この吹き出し空気は主に間隙8dを介して上 部空間から粉塵吸引口３へ粉塵と共に吸引されることになる。このため、中央吸 気口9aは吸気管11内に連通しており、吸気管11はその一端が円筒体１の外部に開 口した吸気口11a となっている。また、図示の例では、この吸気管11の他端も円 筒体１の外部に開口させて、ここを介してＶベルト7cを渡し、外部のモータ7dに よるベルト駆動を、古砂や粉塵の飛散の無い吸気管11内で果たすようになってい る。図３には、吸気管11の吸気口11a が、外部のモータ7dの反対側に位置するよ うに図示されているが、これは、外部のモータ7dの軸プーリの点検操作窓11b な どで兼用するようにしたものもある。

【０００８】 この従来の鋳物砂再生装置は、円筒体１の上端のホッパ２から投入される古砂 が、ディストリビュータ６上に固定層を形成し、また、このディストリビュータ ６から落下する古砂10が、回転ドラム４の周壁4a内に付着して古砂10による固定 層10a を形成し、さらに、高速で回転する回転ドラム４から外方へ飛散した古砂 10が環状棚８内に固定層を形成し、このようにして古砂が衝突する主な部分が固 定層を形成する構造となっている。この古砂によって形成される固定層は、セル フライニングの役割を果たし、古砂による回転ドラム等装置本体の磨耗を防止し ている。

【０００９】 また、環状棚８は、その下部フランジ8bの内周縁が回転ドラム４の周壁4aの上 端縁とほぼ同じ高さで、それらの間に間隙8fを形成して対置され、この間隙8fの 寸法を予め選んでおくことにより古砂の再生の強弱度合いを変えることができる ようになっている。

【００１０】 古砂10は、ホッパ２から落下してディストリビュータ６により回転ドラム４の 周壁4aの内周面に遠心力によって張り付き固定層10a を形成するが、その高速回 転に直ちには追いついてゆけず、従って砂層内にせん断現象が起き、砂表面の研 磨作用となって古砂から付着物がこすり取られ分離する。図６に示す、回転ドラ ム４に付着する古砂によって形成される固定層10a のできる角度Ａ、即ち、回転 ドラム４の周壁4aの内周面と、周壁4aの内周面に付着した古砂10の表面とのなす 角度（同じくＡ）は、砂の種類と回転ドラムの回転数により決まるが（20〜40° の範囲内の、通常、30°前後) 、連続的に供給される古砂10は安息角に沿って上 端部へ流れ、前記せん断作用を受けながら、円周方向に加速されてゆく。従って 、回転ドラム４の上端より溢れ出る古砂10は、強力な遠心力の作用で高速で周囲 に飛散する。環状棚８の内周面には、先に飛散した古砂10が固定層を形成して溜 まっているため、回転ドラム４より飛散した古砂10は、この固定層を形成する古 砂10に高速で衝突し、その衝撃でさらに付着物が分離される。環状棚８の外周面 と円筒体１の内周面との間隙8dから溢れ落ちた古砂10は、円筒体１の下端部の排 出口５から排出される。

【００１１】 また、ディストリビュータを設けず、ホッパ２から投入された古砂10を、回転 ドラム４と環状棚８とによって囲むスペース内に滞留させ、回転する回転ドラム ４に付着した固定層と堆積している砂層との間の摩擦により再生を行うこともで きるようになっている。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

先行技術１の鋳物砂再生装置は、上述したように、回転ドラム４の周壁4aの内 周面に、回転による遠心力によって古砂10が付着して固定層10a が形成されてい る。しかしながら、回転ドラム４は、図６に示すように、その深さが比較的浅く 、即ち、内径（図６中に示すｄ）の方が深さ（図６中に示すｈ）よりも大幅に大 きくなるように形成されているので、回転ドラム４の底板4bの周縁部を除く中央 部分は、固定層10a が形成されず底板4aの上面が露出している。また、底板4bは 回転軸4cの軸心回りに、回転軸4cを上側に突出させて支持されている。従って、 ディストリビュータ６から落下してきた古砂10が、底板4bの中央部の突出部およ び前記露出部分に衝突することにより、衝突部が古砂10により磨耗を受ける問題 があった。

【００１３】 上述した古砂による磨耗に対処するために、従来は、回転ドラム４の底板4bの 上面にライナー12、および、軸心回りの突出部に耐磨耗性に優れるキャップ13を 配設し、このライナー12によって底板4bを保護し、また、キャップ13によってボ ス部を保護する方法が採られていた。しかしながら、ライナー12の消耗度の判定 が難しく、その交換時期の認定が難しい問題がある。もし、消耗したライナー12 をそのまま不交換で使用すると、回転ドラム４の底板4bの露出部および突出部が 古砂10によって磨耗し、回転ドラム４自体が損傷するという問題がある。また、 ライナー交換時の鋳物砂再生装置の操業停止およびライナー頻繁交換によるコス トの面でも問題があった。

【００１４】 従って、この考案の目的は、上述の課題を解決し、従来、固定層を形成するこ とが困難であったため、保護されることがなかった回転ドラムの底板の中央部に も固定層を形成して底板を被覆することにより、古砂による磨耗箇所のない、鋳 物砂再生装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案者は、上述の課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、次の 知見を得た。 回転ドラム４の周壁4aの内周面で固定層10a を形成する古砂10の表面と、周壁 4aの内周面とがなす角度Ａは、砂の種類と回転ドラムの回転数とにより決まる角 度であるので、回転ドラム４の深さを従来よりも深くし、且つ、底板4bの上面を 平面状にすることによって、回転ドラム４内に古砂10によって擂鉢状の固定層10 a を形成し、これにより、回転ドラム４の底板4bの上面の全面が被覆され、底板 4bの上面が古砂10によって磨耗を受けることがなくなる。

【００１６】 この考案は、上述の知見に基づいてなされたものであり、円筒体の上端部中心 に設けられた古砂の投入孔から落下する古砂を受けるための、周壁および底板か らなり上面が開口している回転ドラムと、 前記回転ドラムの前記底板の中心にその上端が固定された、前記回転ドラムを 回転させるための回転軸と、 前記回転ドラムの上端から上方の外周を囲む、前記回転ドラム内から飛散する 古砂を受けるための環状棚とを備え、 前記回転ドラムは、前記底板の上面が平面状に形成され、且つ、その深さと内 径との関係が下記式を満足するように構成されていることを特徴とする鋳物砂再 生装置、 ｄ ｈ＞──────── ２× tanＡ 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数とによって決まる、回転ドラムの周壁 の内周面に付着した古砂の表面と前記周壁の内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラムの深さ ｄ：回転ドラムの内径。

【００１７】

【作用】

回転ドラムを上述のように形成することにより、回転ドラム内に、周壁に付着 した古砂によって擂鉢状の固定層が形成され、底板が固定層を形成する古砂によ って完全に被覆され、飛散する古砂と底板とが衝突することがなくなる。また、 従来の回転ドラムよりも深さが深くなったことにより、即ち、内径に対する深さ の比が大きくなったことにより、滞留砂の量が増加し、滞留時間も長くなり、古 砂再生作用も向上する。

【００１８】 次に、この考案を図面を参照しながら説明する。図１はこの考案の鋳物砂再生 装置の１実施態様を示す縦断面図、図２は回転ドラムを示す縦断面図である。図 １、図２に示す、この考案の鋳物砂再生装置は、後述するように、回転ドラムの 形状が異なっている点においてのみ、先行技術１と異なっている。従って、図１ 、図２において、従来例を示す図３〜図６と実質的に同一または相当部分につい ては、図３〜図６と同じ符合を付することにより説明を省略する。

【００１９】 回転ドラム４は、周壁4aおよび底板4bからなり、その上面は開口されている。 さらに、底板4bの上面は、図２に示すように平面状となっている。回転軸4cは回 転ドラム４と同軸に垂直に支承されており、回転軸4cの上端は、回転ドラム４の 底板4bの下面に固定され、回転ドラム４を下方から支持している。回転ドラム４ の内径は、図１に示すように、ディストリビュータ６から円形に落ちてくる古砂 10を周壁4aの内周面に形成される古砂10の固定層10a の表面の傾斜面で受けるよ うに、ディストリビュータ６の外径よりも大きくなっている。そして、回転ドラ ム４は、その深さ（図２中に示すｈ）と内径（図２中に示すｄ）との関係が、下 記式を満足するように形成されている。 ｄ ｈ＞──────── ２ × tanＡ 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数とによって決まる、回転ドラムの周壁 の内周面に付着した古砂の表面と前記周壁の内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラムの深さ ｄ：回転ドラムの内径。

【００２０】 回転ドラム４を上記式を満足する形状に形成したのは、図２に示すように、周 壁4aに張り付いた古砂10の固定層10a を擂鉢状に形成するためである。且つ、回 転ドラム４の底板4bの中心における高さが０（ゼロ）となるように、この擂鉢状 の固定層10a を形成するためである。回転ドラム４を上記形状に形成することに より、擂鉢状に形成された固定層10a を形成する古砂10によって、底板4bが完全 に被覆され、即ち、セルフライニングが形成され、飛散する古砂10と底板4bとが 衝突することがなくなる。また、回転ドラム４は、従来と内径の寸法は変わらず 、且つ、従来よりも内径に対する深さが深くなったことにより、滞留砂の量が増 加し、滞留時間も長くなり、古砂再生作用も向上する。なお、周壁4aの内周面に 付着した、固定層10a を形成する古砂10の表面と周壁4aの内周面とがなす角度Ａ は、再生する鋳物砂の種類によって、また、回転ドラムの回転数によって決まる が、20から40°の範囲内、通常は30°前後である。

【００２１】 回転ドラム４の形状が上記式を満足するように構成されていない場合、即ち、 深さが小さい場合には、古砂10によって形成される擂鉢状の固定層10a の中心に 底板4bの露出部が形成される。また、条件式をわずか満足すれば良いのであって 、深さの大きすぎは、装置が大型化するだけで意味がない。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、回転ドラムの周壁の内周面に付着し た古砂の固定層によって、従来露出していた回転ドラムの底板を被覆することに より、古砂による底板の磨耗をなくして回転ドラムを保護し、これによりライナ ーおよびキャップを使用しなくても耐久性に優れる、鋳物砂再生装置が得られ、 かくして、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施態様を示す縦断面図

【図２】この考案を構成する回転ドラムを示す縦断面図

【図３】先行技術１を示す一部切欠き斜視図、

【図４】先行技術１を示す部分縦断面図

【図５】先行技術１を示す部分縦断面図

【図６】先行技術１の鋳物砂生成装置を構成する回転ド
ラムを示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 円筒体 ２ ホッパ ３ 粉塵吸引口 ４ 回転ドラム 4a 周壁 4b 底板 4c 回転軸 ５ 再生砂排出口 ６ ディストリビュータ 6a 支持片 7a ベアリングケース 7b Ｖプーリ 7c Ｖベルト 7d 外部のモータ ８ 環状棚 8a 下部フランジ 8b 周壁 8c 上部フランジ 8d 間隙 8e 支持具 8f 間隙 ９ ファンプレート 9a 中央吸気孔 10 古砂 10a 固定層 11 吸気管 11a 吸気口 11b 点検操作窓 11c 立ち上がり管部 11d 支持片 12 ライナー 13 キャップ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒体の上端部中心に設けられた古砂の
   投入孔から落下する古砂を受けるための、周壁および底
   板からなり上面が開口している回転ドラムと、 前記回転ドラムの前記底板の中心にその上端が固定され
   た、前記回転ドラムを回転させるための回転軸と、 前記回転ドラムの上端から上方の外周を囲む、前記回転
   ドラム内から飛散する古砂を受けるための環状棚とを備
   え、 前記回転ドラムは、前記底板の上面が平面状に形成さ
   れ、且つ、その深さと内径との関係が下記式を満足する
   ように構成されていることを特徴とする鋳物砂再生装
   置、 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数とによって決まる、
   回転ドラムの周壁の内周面に付着した古砂の表面と前記
   周壁の内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラムの深さ ｄ：回転ドラムの内径。